乙烯預(yù)混火焰中碳煙微觀形貌、納觀結(jié)構(gòu)及氧化特性研究.pdf

1、近年來，化石燃料排放的碳煙顆粒對(duì)大氣環(huán)境和人體健康造成了嚴(yán)重的危害，導(dǎo)致政府和公眾對(duì)燃燒源顆粒物的關(guān)注程度不斷提高。燃燒過程中碳煙顆粒的生成機(jī)理及演化歷程已成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。本文基于乙烯/氧氣/氬氣預(yù)混燃燒系統(tǒng)，采用了熱泳探針取樣和毛細(xì)管取樣系統(tǒng)，并結(jié)合場(chǎng)發(fā)射透射電子顯微鏡（TEM）、拉曼光譜儀（RS）、熱重分析儀（TGA）等多種先進(jìn)的分析技術(shù)，系統(tǒng)而深入地研究了燃燒工況對(duì)碳煙顆粒微觀形貌、納觀結(jié)構(gòu)、石墨化程度等物理特性及氧化活性的

2、影響規(guī)律。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　微觀形貌研究發(fā)現(xiàn)，碳煙顆粒的演化歷程包括：初期的成核，中期的表面生長(zhǎng)，凝并和團(tuán)聚，末期的氧化。隨著火焰高度的增加，碳煙顆粒從初生態(tài)碳煙逐漸演化為成熟的團(tuán)聚態(tài)碳煙。
　　團(tuán)聚態(tài)碳煙的分型維數(shù)介于1.36~2.03之間，且隨著火焰高度和燃空當(dāng)量比的增加而逐漸增大；基本碳粒子的平均粒徑介于14.706~21.397nm之間，隨燃空當(dāng)量比和火焰高度的增大，基本碳粒子平均粒徑逐漸增大?；咎剂Ｗ?/p>

3、粒徑分布范圍大致介于8~29nm之間，呈單峰分布，峰值集中在14~25nm的范圍內(nèi)；粒徑峰值分布隨著燃空當(dāng)量比和火焰高度的增大也逐漸增加。
　　預(yù)混火焰所生成碳煙顆?；咎剂Ｗ拥钠骄⒕С叽纭⑽⒕屎蛯娱g距分別介于0.741~1.250nm、1.385~1.491和0.348~0.390nm之間；隨著燃空當(dāng)量比和火焰高度的增加，微晶尺寸逐漸增大，微晶曲率和層間距逐漸變小。
　　預(yù)混火焰碳煙顆粒的AD1/AG介于1.82-2

4、.76之間，D2和D4峰面積比重分別介于14.78％~20.62%與3.76%~7.51%之間。隨燃空當(dāng)量比和火焰高度的增加， AD1/AG逐漸增加，而D2和D4峰面積比重逐漸降低。表明，隨燃空當(dāng)量比和火焰高度的增加，碳煙顆粒的石墨化程度不斷增加，無序化程度逐漸降低。
　　碳煙顆粒樣品的起始氧化溫度(Ti)、最大燃燒速率溫度(Tmax)和燃盡溫度(Th)分別介于480.43~552.75℃、566.57~656.33℃和632.3